制丝过程对卷烟烟气成分和感官质量的影响

张欢欢, 王艳丽, 赵铭钦, 岳 恒， 马慧婷

(1.河南农业大学烟草学院，河南 郑州 450002；2．吉林烟草工业有限责任公司，吉林 延吉 133000)

制丝过程是卷烟生产的重要环节,也是决定卷烟品质的关键环节之一,其对卷烟中的各种化学成分的变化也起着一定的作用[1～4].卷烟在制丝过程中，烟叶原料要经过加温、加湿和干燥等处理，环境温湿条件的不断变化，必然会引起烟草内部化学成分的一系列变化[5].近年来，随着社会各界对吸烟与健康关系的日益重视，卷烟烟气中释放的有害成分也成为人们关注的焦点问题，有害成分释放量逐渐成为评价卷烟危害性大小的基本参数.1990年，HOFFMANN等[6]列出了12类共44种烟气有害成分.而后，卷烟烟气特殊有害成分的分析和降低逐步成为烟草科研的热点[7].2005年,中国烟草科研人员发现，用一氧化碳，氢氰酸，亚硝胺，氨，苯并[α]芘，苯酚和巴豆醛7种有害成分表征卷烟烟气的危害性具有科学性和可行性[8].彭斌等[9]通过对“三丝”掺兑量对卷烟主流烟气有害成分释放量的影响研究表明，“三丝”对每种有害成分释放量的影响程度不同.于宏晓等[10]通过对不同抽吸模式卷烟主流烟气中常规成分和某些有害成分释放研究，结果表明,滤嘴通风、抽吸容量和抽吸频率不仅影响烟气中常规成分释放，而且也影响主流烟气中有害成分的释放.卷烟有害成分的检测多集中在成品烟和原辅材料的研究上，对卷烟整个加工过程中烟气品质变化研究鲜有报道.为此,本研究以“长白山”品牌2种有代表性卷烟为材料，通过在线取样研究了不同制丝工序对烟气成分和感官质量的影响，旨在为进一步优化制丝工艺、控制烟气中有害成分的释放和提高产品质量提供理论依据.

1 材料与方法

1.1试验材料、试剂和仪器

1.1.1 材料 以延吉卷烟厂提供的“长白山”卷烟A,B两种具有代表性的牌号为研究对象，分别在真空回潮前(工序1)、切丝后(工序2)、烘丝后(工序3)、掺配后(工序4)、加香后(工序5)和贮丝后(工序6)6个关键工序进行烟叶或烟丝取样，之后进行卷烟样品制作，用于烟气成分分析检测.具体取样与制样方法见表1.

表1 在线取样制样设置

1.1.2 试剂 NaOH(分析纯，天津市北联精细化学品开发有限公司)，浓盐酸(体积分数37%，优级纯，北京化工厂)，氯胺-T(分析纯，上海国药集团化学试剂有限公司)，邻苯二甲酸氢钾(分析纯，天津市大茂化学仪器供应站)，异烟碱、1，3-二甲基巴比妥酸(分析纯，J&K Chemical LTD)，聚乙氧基月桂醚Brij35(30%，)，水中CN-标准物质(分析纯，国家标准物质中心)，环己烷(色谱纯)，甲醇(优级纯)，50 mg硅胶固相萃取柱(美国Agilent).

1.1.3 仪器 SM 450直线型吸烟机(配有CO测定仪)、Milli-Q-Academic超纯水发生器(美国Agilent)、AAS 305 D连续流动分析仪(美国路易公司)、HY-8调速振荡器(太仓市光明实验分析仪器厂)、KQ 5200 E超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)、离子色谱仪(配电导检测器，戴安公司)、高效液相色谱仪(配荧光/紫外检测器)、7890-5975 MSD气-质联用仪(美国Agilent)、剑桥滤片、0.45 μm的水相滤膜、打孔气体吸收瓶.

1.2试验方法

将制作好的样品卷烟在(22±1)℃、相对湿度(60±2)% 的条件下平衡48 h，然后按照A类烟支质量(0.84±0.05)g、吸阻(1 049±50)Pa，B类烟支质量(0.84±0.05)g、吸阻(820±50)Pa在物检平台上挑选出合适的烟支.将分拣出的样品置于平衡箱中，一部分留待烟气分析检测用，一部分用于感官评吸.

采用GB/T 19609—2004《卷烟 用常规分析用吸烟机测定总粒物相和焦油》、GB/T 23356—2009《卷烟 主流烟气中CO的检验规程》、YC/T 253—2008《卷烟主流烟气中氰化氢的测定 连续流动法》和YC/T 377—2010《卷烟 主流烟气中氨的测定 离子色谱法》，分别检测烟气中的常规成分(焦油、烟碱、水分)和3种主要有害气体成分(CO，NH3，HCN).

感官评吸由“长白山卷烟在线过程有害成分动态变化规律”项目评吸专家组进行评吸，按照标准《JL/GYGS-JS 009卷烟感官质量评吸表》进行，指标包括光泽、香气、协调、杂气、刺激性和余味，各指标具体分值分布参照表2进行.

表2 卷烟感官质量分值标准

2 结果与分析

2.1不同制丝工序对烟气常规成分影响

卷烟烟气中常规成分包括焦油、烟碱和水分，他们影响着抽吸时的感官质量.通过对卷烟制丝过程中各工序烟气常规成分的检测结果(表3)表明，随着加工工序的递进，卷烟烟气中的焦油、烟碱和水分含量总的趋势是逐渐降低的，烟气中的焦油在烘丝后(掺配之前)表现为略有上升，之后有所下降，但变幅相对较小；烟气烟碱在切丝后烘丝前下降幅度较小，从烘丝之后到加香前下降幅度较大，之后降幅趋于缓慢，只是B类卷烟与A类卷烟相比略有上升的趋势.烟气中水分的变化在前期工序下降比后期明显，但不同规格卷烟之间出现的“谷底”有所不同，A类卷烟出现在烘丝阶段，B类卷烟出现在掺配阶段.由表3还可以看出，在显著水平α=0.05时，所考察的几个工序对烟气中水分含量无显著性的影响，烘丝、掺配工序对烟气中焦油和烟碱的影响比较明显，这可能是因为烘丝过程的高温使得一些大分子物质降解，从而引起在抽吸过程中部分降解产物转化成烟气中的粒相物，掺配工序由于加入一些膨胀烟丝、膨胀梗丝等成分，使得烟丝组成发生改变，从而使掺配后烟气的烟碱和焦油发生改变.

表3 不同制丝工序对烟气常规成分的影响

2.2不同制丝工序对烟气CO，NH3，HCN的影响

研究结果(表4)显示，卷烟在线过程中烟气中CO，NH3，HCN的变化趋势大体一致，其中CO的变化范围很小，氨含量在切丝工序出现下降，但随后含量上升，掺配工序后氨含量出现下降，在贮丝后氨含量达到最小值；HCN含量在切丝后出现下降，烘丝后烟气中HCN含量出现小幅度的上升，随后含量下降.在线过程各个工序对烟气中CO含量没有显著性影响，在A类卷烟中切丝工序、加香工序对烟气中NH3的影响比较大，切丝工序和掺配工序对烟气中HCN影响比较大；在B类卷烟中加香工序对烟气中NH3和HCN影响比较大.

表4 不同制丝工序对烟气CO，NH3，HCN含量的影响

2.3卷烟制丝工序对烟气感官质量的影响

由评吸结果(表5)可知，随着工序的递进，卷烟的感官质量不断提升，对卷烟感官质量影响比较大的工序分别是切丝工序、烘丝工序和掺配工序，主要表现在切丝工序香气略散，通透性不好，协调性较差，杂气和刺激性比较显现，木质杂气和生青气比较突出；烘丝工序感官品质有所提升，香气饱满浓郁，杂气比较少，稍有刺激性，而掺配工序香气粗糙，并伴随有香气损失，杂气略重，木质杂气略重，略有刺激性.加香工序、贮丝工序与对照之间的整体差异不明显，香气厚实，烟气圆润程度提高，喉部灼烧感减轻，稍微有杂气，余味舒适纯净.

表5 不同工序对卷烟感官质量影响

3 结论与讨论

卷烟在线生产的不同工序对烟气中成分和感官质量有一定影响.从研究结果可以看出，卷烟烟气常规成分中烟碱和焦油含量随着工序递进逐渐降低，烟气中有害成分不断降低，烟支的吸食质量也在不断提高.各个工序对烟气中水分和CO含量无显著性差异，这与烟支抽吸前需要进行水分平衡有关；烘丝后和掺配后样品烟气中烟碱和焦油含量变化均比较明显，这也影响到烟支的感官评吸，烘丝工序由于受到高温高湿的影响，烟丝的填充值增加，烟气中焦油和烟碱含量降低，从而使烟支的刺激性降低，烟气更加圆润；掺配工序由于引入一些外加梗丝，使得烟支的感官质量下降，香气浓度有所损失，烟气的杂气加重.烟气中的烘丝工序中NH3含量出现小幅度的下降，掺配后NH3含量出现上升，贮丝工序中NH3含量达到最小值，HCN在切丝前后变化比较明显，烘丝后HCN含量上升.

此外，通过对在线过程对烟气成分和感官质量的影响研究还可以看出,掺配工序对烟气中烟碱、焦油和NH3含量影响比较大，通过添加膨胀烟丝、梗丝等物质来降低烟碱和焦油的含量, 对烟气中HCN释放量的调控可以主要集中在烘丝工序，但是

如何进行调控还需要对各个工序的参数进一步研究.

参考文献：

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[9]彭 斌,李旭华,赵 乐,等. “三丝”掺兑量对卷烟主流烟气有害成分释放量的影响[J]. 烟草科技，2011(11)：40-43.

[10]于宏晓,徐海涛,马 强,等. 不同抽吸模式卷烟主流烟气中常规成分和某些有害成分释放研究[J]. 中国烟草科学，2012, 33(5)：90-93.